电除尘节能控制系统在烧结厂的应用.pdf

19使用与维护第4 2 卷2 0 2 4 年第1期（总第2 2 9 期）电除尘节能控制系统在烧结厂的应用王占辉，李庆勇，王玉章（日照钢铁控股集团有限公司，山东日照276800)【摘要】本文结合烧结厂15”机头电除尘控制系统改造，收集了相关运行数据，对节能降耗进行了研究分析，在相同生产状态下节电率达到58%，粉尘浓度降低了4 8%，改造效果明显，为同类型的电除尘节能改造提供参考。【关键词】电除尘；节能；自动控制Application of Electrostatic PrecipitatorEnergy-saving Control System in Sintering PlantWang Zhanhui,Li Qingyong,Wang Yuzhang(Rizhao Steel Holding Group Co.,Ltd.,Rizhao 276800,Shandong)Abstract JCombined with the transformation of the electrostatic precipitator control system of No.15 machine head of thesintering plant,the relevant operation data are collected,and the energy saving and consumption reduction are studied andanalyzed.The transformation effect is obvious because the power saving rate reaches 58%and the dust concentration is reducedby 48%under the same production state,and the transformation effect is obvious,which provides a reference for theenergy-saving transformation of the same type of electrostatic precipitator.Keywords electrostatic precipitation;energy-saving;automatic control1前言电除尘效果好、运行稳定、维护方便，在烧结厂除尘系统应用广泛。但是，电除尘系统能耗很高，达不到节能减排的要求。为此，在保证除尘效率的前提下，根据系统的实际情况，合理调整高压电源供电模式、改进振打系统、优化控制除尘系统工作模式，达到降低能耗、节能减排的效果。本文研究了电除尘系统的系列节能技术，并收集运行数据，对节能降耗进行分析论证，为同类型的电除尘节能改造提供参考。2电除尘器基本结构及原理2.1电除尘器基本结构电除尘器由主架构和电场系统组成，主要包括保温箱、壳体、阳极系统、阴极系统等部分组成，电除尘器基本结构如图1所示。2.2电除尘器基本原理电除尘器内部主要有电晕极（阴极）、收尘极（阳极）及振打系统组成。当电除尘器通电后，电晕极与收尘极间形成电场，烟气粉尘进人除尘器后，在电场作用下，粉尘与自由电子、离子碰撞，使粉尘带电，根据异极性相吸的规律，带正电荷的粉尘向电晕极（阴极）吸附，带负电荷的粉尘向收尘极（阳极）吸附。13112231110596871-电磁锤振打器；2-保温箱；3-壳体；4-出口喇叭；5-阳极振打装置；6-双层人孔门；7-灰斗；8-阳极系统；9-气流均布装置；10-进口喇叭；11-阴极系统；12-高压进线；13-顶部检修孔图1电除尘器基本结构电除尘器除尘过程可分为气体电离、粉尘带电、荷电粉尘移动、粉尘放电四个阶段。电除尘器的原理如图2 所示。电除尘器内有多排保持一定间距、曲率半径相差较大的金属集尘极（阳极板）和放电极（阴极线），在两极间施加高压直流电，当电压升高至一定值时，空气电离，生成20.使用与维护第4 2 卷2 0 2 4 年第1期（总第2 2 9 期）大量高速运动的负离子、正离子和自由电子。当含尘气流通过电场空间时，气流内粉尘粒子与自由电子、负离子碰撞结合，实现了粉尘带电。绝大部分粉尘在金属集尘极处聚集，极少部分粉尘聚集于放电极，通过振打器周期性的拍打将集聚的粉尘清理至集尘斗。集尘极烟气流0放电极洁净气体集尘极图2 电除尘器的原理3电除尘控制系统节电原理3.1电源控制模式优化（1）电场在击穿电压区域内使除尘电压得到控制，当满足击穿电压时，高密度的载流子会有等离子通道产生，从而形成飞弧。在飞弧产生时确保除尘装置系统不会有持续性的电弧形成，从而实现最小运行成本和最佳收尘效率的协调（2）间歇供电就是对常规电源的控制线路进行利用，调控原有的全波整流输出，将某些供电波周期性地阻断，使充电时间和放电时间的比例实施有效调整，在反电晕始发时间到达之前对供电停止，并在粉尘层电压降低至初始低电压时将供电恢复，在反电晕得到抑制的作用下使电除尘器得以运行3.2振打控制优化系统根据电场所处的不同位置，采取不同的振打时间间隔，同一台除尘器同一时刻仅一个电场振打可以运行；电场还在每天夜间的不同时段设置降压振打，避免部分粘性较强的粉尘不易剥离，保证极板的清洁度。3.3瓷轴加热器控制优化加热分为大梁加热与瓷轴加热，因大梁加热与瓷轴加热要求不同，系统内部设置了不同的温度控制值，维持一定的温度（6 0 7 0）就可以保证悬吊绝缘子及传动绝缘子的绝缘水平415烧结机头电除尘控制系统改造应用4.1自动控制系统改造说明4.1.1自动控制系统介绍15烧结机头电除尘器，高压电源型号：GGAJ06-1.8A/90kV-MCV-D，数量为16 台套；改造前，电源及振打等相关设备均为手动调整运行方式，无自动调节系统，不能根据粉尘及工况的变化自动调整除尘电源的参数、振打运行方式；改造后，增加1套电除尘自动调节系统，在保持目前排放不上升的基础上实现节能，减少电能的消耗4.1.2粉尘浓度检测方法在脱硫前、电除尘出口增加2 台粉尘检测仪，实时监控粉尘浓度，根据生产工况变化，粉尘浓度实时检测数据调整电源二次电压、二次电流。4.1.3电量检测方法对电场增加电度表，用于计量电耗情况。由于电场总电源上存在检修电源、照明等非电除尘器用电设备，为了保证电除尘器电耗计量的准确性，对16 个电场及电加热器总电源分别增加专用电度表进行计量，本项目共安装18 块电度表，电度表具有通讯功能，数据全部上传计算机，并实现每天自动抄表功能，方便对电除尘器改造前后每日电耗统计。4.1.4控制系统运行模式（1）增加自动调节系统后，系统根据各电场在线检测到的粉尘浓度，合理控制并优化一电场、二电场、三电场、四电场的二次电流及二次电压，使其在最节能的运行方式下达到最优的除尘效果。系统采用间歇供电模式，自动调节系统在粉尘可控时，除尘器的关断时间分别为：一电场5s，二电场10 s，三电场5s，四电场4 s。现场4 个电场的二次电压与二次电流波形见图1。（2）由于可控硅有几秒钟短时关断，反映在现场设备上二次电流会有一定的波动，图1曲线中二次电流有大幅度的波动，因电场电容及电源自身电容的存在，二次电压的波动范围就明显小很多，由于工况不同及电场内部极间距的差异，电场的特性也有明显差异，部分电场二次电流会有短时间零现象，但二次电压鲜有到零情况（3）从功能上分析，二次电流主要表现在对粉尘的荷电上，二次电压表现在粉尘的收集上，由于间歇供电方式导致电流、电压的这种脉动，有利于粉尘特别是高比电阻粉尘的荷电，更有利粉尘到达收尘极时电荷的释放，提高了收尘效果，这也就是为什么在该工作模式下，除尘效率没有下降反而升高的原因。21（2 0 2 3-0 5-12 收稿使用与维护第4 2 卷2 0 2 4 年第1期（总第2 2 9 期）2(a）一电场2(b)二电场2（c）三电场2(d)四电场1-二次电流；2-二次电压图14 个电场二次电流与二次电压波形4.2改造前后效果对比15机头电除尘增加节能控制系统后，在相同烧结产量（偏差不大于5%）下，自动采集了电除尘改造前与改造后耗电量及粉尘浓度的数据，改造前与改造后数据采集情况见表1。通过对改造前与改造后电除尘耗电量及粉尘浓度数据对比，在相同生产状态下，电除尘节电率达到58%，粉尘浓度降低了4 8%，改造效果明显。表1改造前、后日均值数据采集情况项目烧结小时产量/日耗电量/kW粉尘均值A/（m g m)粉尘均值B/(mg?m3)粉尘均值/（mgm3)改造前803.021272560.2163.6961.95改造后788.00524629.6734.7432.20注：粉尘均值A为左烟道粉尘检测2 4 h平均值，粉尘均值B为右烟道粉尘检测2 4 h平均值。5结论增加电除尘节能控制系统后，对电除尘器反电晕的能量浪费问题、电加热器电能消耗、振打时序控制都得到很大改善，从而能够使电除尘器的节能潜力得到挖掘，有效地提升电除尘的工作效率，达到节能降耗的目的。参考文献：1】王建朋，李会安，谢小龙.电除尘系统节能技术应用研究J.中国新技术新产品，2 0 2 2，（18）：7 8-8 0.2彭宇泉浅谈电除尘节能技术的应用J再生资源与循环经济，2 0 16，9（0 4)：4 2-4 4.